Sondeo de una enzima de reparación del ADN

Marcha 29, 2016 Admin Salud 0 9
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"ADN helicasas actúan como componentes críticos en muchos mecanismos moleculares orquestar la reparación del ADN en la célula." dijo. "Las múltiples enfermedades como el cáncer y el envejecimiento están asociados con disfunciones de estas enzimas."

Laboratorio Spies emprendió un estudio reciente de una enzima, llamada RAD3, que define un grupo de helicasas de ADN que se caracterizan por un único dominio estructural que contiene hierro.




Helicasas son una categoría especial de los motores moleculares que modifican el ADN (ácido desoxirribonucleico, el bloque fundamental de genes y cromosomas edificio). Ellos hacen esto mediante el movimiento a lo largo de las hebras de ADN, además de los mismos coches manera se mueven en las carreteras, el uso de una molécula rica en energía, trifosfato de adenosina (ATP) como fuente de combustible. Su principal función es descomprimir el ADN de doble cadena, lo que permite la replicación y la reparación de los cables.

El ADN es una molécula frágil que sufre cambios dramáticos expuestos a la radiación, luz ultravioleta, productos químicos tóxicos o subproductos de procesos celulares normales. Daños en el ADN, si no se repara en el tiempo, puede dar lugar a mutaciones, cáncer o muerte celular. Muchos familia helicasa RAD3 son protagonistas elaborada maquinaria de la célula para prevenir y reparar tales daños. Las mutaciones en los miembros humanos de esta familia helicasa impiden la reparación del ADN y pueden contribuir al cáncer de mama, Anemia de Fanconi y xeroderma pigmentoso.

Los investigadores estudiaron la versión archaeal de RAD3. Las arqueas son microbios cuyo ADN reparación sistemas están estrechamente relacionados con los de las células humanas.

"(El archaeal RAD3) es un excelente representante de una familia única de helicasas de reparación del ADN relacionadas estructuralmente, que todos tienen el mismo motor y comparten una cifra sin precedentes (por helicasas) característica estructural - un dominio accesorio estabilizado por un ferrocarril racimo de azufre ", dijo Spies.

Trabajar con arqueas tiene la ventaja de permitir a los investigadores a aumentar la cantidad de proteína disponible y también permite la manipulación genética fácil.

Al igual que otras helicasas, RAD3 se compone de una cadena de aminoácidos. También contiene un antiguo grupo prostético llamado un clúster de hierro-azufre, un grupo de cuatro hierro y cuatro átomos de azufre incorporado en la estructura de la proteína a través de la interacción con cuatro residuos de cisteína de la cadena de aminoácidos.

"Helicasas de ADN, que pertenecen a la familia RAD3, tienen un dominio auxiliar insertada dentro de un núcleo motor conservada. La estructura de este dominio se estabiliza por un clúster de hierro-azufre, cuya integridad parece ser esencial para el buen funcionamiento de estos enzimas en la reparación del ADN ", dijo Spies. Mediante la mutación de los ligandos de cisteína al clúster, los investigadores probaron su papel en el mecanismo molecular de las enzimas RAD3. Algunas de estas mutaciones translocación de ADN desacoplado y la hidrólisis de ATP, lo que significa que el motor de la proteína podría todavía utilizan ATP combustible, pero ya no era capaz de moverse a lo largo del ADN.

Este análisis reveló que la integridad de la agrupación y el dominio que contiene hierro es crucial para el reconocimiento de estructuras específicas de ADN que se consideren objetivos fisiológicos para este helicasa. "Al hacer estas mutaciones, la helicasa no se comporta como se supone", dijo el estudiante graduado Robert Pugh, autor principal del estudio. "El grupo está todavía allí, pero el ambiente es de alguna manera cambiando."

Esta investigación se llevó a cabo en colaboración con el grupo de Isaac Caan del Laboratorio de Ciencia Animal que se dedica al estudio del metabolismo de nucleótidos en arqueas. Los hallazgos aparecen en la revista Journal of Biological Chemistry.

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